2023年高中化学第四章电化学基础第三节第1课时《电解原理》知识点归纳总结全面汇总归纳及例题演练新人教版选修4.pdf

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1、2019 年高中化学第四章电化学基础第三节 第 1 课时电解原理知识点归纳及例题演练新人教版选修 4 1电解池组成“三条件”：外接电源；电解质溶液；闭合回路。2离子放电“两顺序”(惰性电极)：阳极：S2IBrClOH；阴极：AgFe3Cu2H(酸)Sn2Zn2Fe2 H(H2O)Al3。3电解池阴、阳极“四特点”：阳极：外接直流电源正极流出电子发生氧化反应阴离子移向阴极：外接直流电源负极流入电子发生还原反应阳离子移向电解原理 自学教材填要点 1电解 CuCl2溶液(1)通电前，CuCl2溶液中存在的离子是CuCl2电离产生的Cu2和 Cl，以及水电离产生的 H、OH。(2)工作原理：总反应：C

2、u22Cl=电解Cu Cl2。(3)CuCl2溶液导电的过程，就是CuCl2电解的过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。2电解和电解池(1)电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(2)电解池：在外加电源的作用下，将电能转变成化学能的装置。(3)电解池的两极：阳极与电源正极相连，发生氧化反应；阴极与电源负极相连，发生还原反应。(4)构成电解池的条件：直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。(5)离子的定向移动：阴离子移向阳极；阳离子移向阴极。(6)电子的流向：电源负极 阴极 在溶液中阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动阳极电源正极。师生互动解疑难(1

3、)惰性电极是指石墨、Au、Pt 等电极，除Au、Pt 以外的金属电极是活性电极。(2)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解。如果是惰性电极，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根 F。(3)阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(浓度大)Pb2Sn2Fe2Zn2H(浓度小)Al3 Mg2Na。1写出用惰性电极电解下列溶液时的电极反应式和总反应方程式：(1)电解 HCl 溶液：阳极：_；阴极：_；总反应式：_。(2)电解 CuSO4溶液：阳极：_；阴极：_；总反应式：_。答案：

4、(1)2Cl2e=Cl22H 2e=H22HCl=电解H2 Cl2(2)4OH4e=2H2OO22Cu2 4e=2Cu 2CuSO42H2O=电解2Cu2H2SO4O2使用惰性电极电解电解质溶液的类型 自学教材填要点 类型电解质特点实例电极反应式电解方程式电解对象电解质溶液浓度的变化溶液 pH变化阴极阳极电解水型含氧酸H2SO 4H4e 4OH4e2H2O O22H2水增大减小可溶性强NaOH 增大碱=2H2=2H2O=电解O2活泼金属含氧酸盐KNO3不变s 电解电解质型无氧酸HCl 2H2e=H22Cl2e=Cl22HCl=电解H2 Cl2电解质减小增大不活泼金属无氧酸盐CuCl2Cu22e

5、=Cu 2Cl2e=Cl2CuCl2=电解CuCl2放 H2生碱型活泼金属无氧酸盐NaCl 2H2e=H22Cl2e=Cl22NaCl 2H2O=电解2NaOH H2Cl2电解质和水生成新电解质增大放 O2生酸型不活泼金属含氧酸盐CuSO42Cu24e=2Cu 4OH4e=2H2OO22CuSO42H2O=电解2Cu2H2SO4O2电解质和水生成新电解质减小 师生互动解疑难(1)用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。(2)若阴极为H放电，则阴极区c(O

6、H)增大；若阳极区OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳极分别同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。(3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需要加入适量的某物质，该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。2用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液：CuCl2CuSO4NaClNaNO3盐酸2SO4KOH其中只有水被电解的有()ABC D解析：只有水被电解，即在阴极上H放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，在阳极上 OH放电(溶液中含有含氧酸根离子或F)，符合这一要求的是。答案：C 主题 1：如何判断某一装置是原电池还是电解池？甲单一装置中，若有外接的直流电源，且符合电

7、解装置的其他三个条件(两个电极，电解质溶液，闭合回路)，则该装置为电解装置乙单一装置中，若无外接直流电源，且符合原电源装置的三个条件(两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路)，则该装置为原电池装置丙若多个装置相互串联，有外接直流电源时，则串联的装置为电解池；若无外接直流电源，则能发生自发氧化还原反应的装置为原电池，其余装置为电解池主题 2：将 CuSO4和 NaCl 按物质的量之比1混合，然后用惰性电极进行电解，请与同学共同探讨电解的过程分为几个阶段？并书写出每一阶段的电极反应式。甲第一阶段相当于电解CuCl2溶液阳极反应式：2Cl2e=Cl2阴极反应式：Cu22e=Cu 乙第二阶段于电解

8、NaCl 溶液其中阳极反应式：2Cl2e=Cl2阴极反应式：2H2e=H2丙第三阶段相当于电解水阳极反应式：4OH4e=2H2O O2阴极反应式：4H4e=2H2电解池阴、阳极的判断 例 1 如图所示，甲是刚浸过NaCl 溶液的石蕊试纸，A、B 两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点向A 极移动了一段距离，则与A相连的是电源的_ 极，可发现滤纸的B 极边沿附近有_ 色出现。解析 当通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向A极移动了，由于紫红色是MnO4的颜色，即MnO4向 A极移动，因阴离子向阳极移动，所以A 为电解池的阳极(浸

9、有 NaCl 溶液的石蕊试纸相当于电解池)，则与A 相连的是电池的正极，B 为阴极。阴极区 H放电生成OH，使石蕊试纸变蓝。答案 正蓝阴、阳极的判断方法解决这一类电解有色离子的电解质溶液(特别是含MnO4的溶液)的问题时要牢记：在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。判断方法归纳如下：1.用惰性电极电解浸有Na2SO4溶液的石蕊试纸，若发现 A端试纸变蓝，则 A 端为电解池的阳极还是阴极？提示：试纸变蓝的原因是A 端液体呈碱性，其电极反应式为2H2e=H2，破坏水的电离平衡，使得c(OH)c(H)，即 A 端为电解池的阴极。电解池电极产物的判断 例 2 用惰性电极电解稀H2SO4、Cu

10、(NO3)2、NaCl 的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是()AH2和 Cl2 BCu 和 Cl2CH2和 O2 DCu 和 O2 解析 由题意知，溶液中存在H、Cu2、Na、SO24、NO3、Cl、OH，根据离子的放电顺序：阳离子：Cu2H Na，阴离子：ClOHSO24、NO3，则阴极：Cu2 2e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。答案 B 判断电极产物时的注意事项(1)对阳极，首先看阳极材料是否为活性电极，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中OH的存在。(2)对阴极，不论阴极材料是什么，均按照阳离子的放电顺序判

11、断谁先放电，且注意溶液中 H的存在。2.若将本题中NaCl 改为 Na2SO4，则电解的初始阶段阴极和阳极上析出的物质分别是什么？提示：若将NaCl 改为 Na2SO4，则溶液中存在H、Cu2、Na、SO4、NO3、OH，离子的放电顺序为，阳离子：Cu2HNa，阴离子：OHSO24 NO3，则阴极反应式：Cu2 2e=Cu，阳极反应式：4OH4e=2H2O O2，故阴极析出Cu，阳极产生O2。电解后电解质溶液的复原 例 3(xx 全国高考)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()ACuSO4 BH2O CCuO D.CuSO45H2O

12、解析 用石墨电极电解CuSO4溶液，发生反应：2CuSO42H2O=通电2Cu2H2SO4O2，根据电解液的恢复依据“出什么，加什么”的原则，应向溶液中加入适量的CuO，C 项正确。答案 C 电解后要恢复原电解质溶液的浓度，须加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为 Cu(OH)2与 H2SO4，反应生成水，使水量增加。用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是()ACuCl2CuSO4 BNaOHNaOH CNaClHCl DCuSO4Cu(OH)2 解析：电解NaCl 溶液放出H2和 Cl2，可通入HCl 气体；A项应加CuCl2，B项应加水，D项应加 CuO。答案：C